莊稼一枝花,全靠肥當家。化肥作為糧食的“糧食”,是近現代工業革命最偉大的產物之一。我國之所以能用世界7%的耕地養活世界22%的人口,化肥功不可沒。
曾幾何時風光無限的化肥在一些人眼中從增產增收的一大法寶變成了導致農業各種問題的一大禍根,米面不香怪化肥,水果不甜怪化肥,土壤污染怪化肥,甚至認為化肥全是毒。我們對化肥存在哪些誤解?如何科學合理使用化肥?我國化肥產業未來的強農之路在哪里?對此,中國工程院院士、植物營養學家張福鎖在央視財經頻道《中國經濟大講堂》節目中作出了深度解答。
化肥讓我們有了足夠的糧食。今天,我國每個人的飯碗里每年可以盛960 斤糧食、1000 斤蔬菜、370 斤水果、120 斤肉類等,我們的生活過得非常好,主要是因為有了化肥。作物生長僅靠土壤中的養分是完全不夠的,首先,土壤養分供應量低于作物對養分的需求,特別是大量元素養分;第二,土壤養分供應與作物需求在時間上不匹配,土壤中的養分往往不能滿足作物快速生長階段的需求;第三,土壤養分供應不能滿足連續種植的需求。所以,我們必須要給作物施肥。
如果不施肥,作物生長就會因營養不足而受到負面影響。例如,我們在河北省曲周縣的試驗地連續12 年不施用氮肥,雖然土壤中有一部分氮素供應,但氮素的供應量只能滿足高產小麥氮素需求量的1/3,所以小麥長得稀稀拉拉,產量很低;如果科學施用氮肥,小麥得到了充足的氮營養,就長得好、產量高。
化肥,讓我們吃飽,讓我們吃好,讓我們的土地更肥,讓我們的地球更綠,這就是化肥對人類的巨大貢獻。
第一,化肥讓我們吃飽。化肥為全球糧食增產做出了約50%的貢獻。在發展中國家,化肥對糧食增產的貢獻可以達到60%左右,可以說沒有化肥,就沒有這么多糧食,沒有化肥,我們就不可能養活這么多人口。例如,英國洛桑實驗站170 多年的肥料定位試驗表明,不施肥的小麥產量只有100斤/畝左右,施用農家肥的小麥產量增加到200-300 斤/畝,產量仍然非常低,施用化肥后,小麥產量能夠達到1000斤/畝左右。
第二,化肥讓我們吃好。1961 年每人每天只有1.7 斤食物,現在我們每人每天有4.7斤食物,而且食物種類更加豐富;化肥不僅給我們帶來了糧食,也保證了蔬菜水果的供應,現在每年全國人均蔬菜占有量達到了1000 斤,在全球排名第一;每人每年的水果占有量達到了370 斤,超過了歐盟的280斤。
第三,化肥讓土地更肥。化肥能快速提升土壤養分,例如,在南方貧瘠的紅壤開墾為旱地后,施用化肥4 年后,土壤里的有機質、氮、磷、鉀等含量大幅度增加;在南方潛育性稻田,因長期淹水等原因導致土壤有效磷含量低,水稻產量僅400斤/畝左右,許多地方已經棄耕,經工程措施改良后每畝施用60-100 斤鈣鎂磷肥,水稻產量提高到了600斤/畝以上。化肥讓全國土壤養分整體提升,從改革開放至今,土壤有機質增加了25%,有效磷增加了2.1倍,土壤速效鉀增加了67%,土壤養分含量越來越高,土壤變得越來越肥。
第四,化肥讓地球更綠。2019 年美國航空航天局發布的報告顯示,在2000-2017 年,中國在全球綠葉凈增長面積最高,對全球的貢獻高達25%,其中化肥支撐的農業集約化生產為全球貢獻了8%。舉一個例子,黃土高原過去光禿禿的,一刮風黃土滿天飛,灰茫茫一片,今天黃土高原綠油油一片,就是因為我們有了化肥,使得作物的產量大幅提升,我們用不著再去砍樹、割草來做燃料或飼料,讓黃土高原變得更綠,所以說化肥在生態環境保護方面功不可沒。
化肥是助推我國農業發展的一大決定性因素,可以說沒有化肥就沒有現代農業,就沒有14億人的豐衣足食。當下隨著一系列環境問題的發生和突顯,化肥不斷受到非議,導致一些負面影響被無限放大,甚至有些地方禁止使用化肥、要求全面消滅化肥。
化肥無毒。例如,我們從大氣里取得氮氣,經過化學反應,最后合成尿素,尿素產品98.6%是尿素,剩下的有不到0.5%的水分,還有一點其他的有機成分,這些成分對人都是無毒的。事實上,化肥不是土壤重金屬污染的主要來源,因為化肥帶入土壤中的重金屬含量微乎其微。其次,化肥不會造成農產品重金屬超標。中國農科院在山東連續26 年使用化肥和有機肥。小麥籽粒中的重金屬砷含量只有0.05 毫克/公斤,與國家限量標準的0.5 毫克/公斤相比也是微乎其微。
化肥讓我們的食物更好吃了,因為化肥讓農產品的外觀品質更好,同時提高了營養品質,改善了農產品的風味品質和加工品質。例如,不施肥的蘋果長得很差,果個不均勻,85%以上的果實是三級果,產量低、口感差、價格低,科學施用化肥的蘋果85%以上是一級果,果子更大,顏色更鮮艷,口感更脆,所以化肥不是降低了農產品的品質,而是改善了農產品的品質。
過量施肥和不合理施肥會造成環境污染。化肥是提供營養元素的物質,它本身就是營養,包括氮、磷等營養。如果施用的化肥里面的營養不能被作物全部利用,就有一部分營養跑到環境里面去,被環境里面的生物所利用。例如,藻類利用了氮磷營養,使其大量繁殖,人們看到這種現象通常會說是化肥造成的,事實上,這是過量的氮磷營養跑到水里去造成了水體富營養化。一般來說,如果施用100 斤的化肥,作物當季能夠吸收40 斤,有40 斤殘留在土壤中,可以在接茬種植的作物再利用,所以,跑到環境中的化肥只有20 斤,化肥隨著土壤水分流失或被淋洗最后進入水體,以氣體的方式到大氣中去;如果化肥施用量是200 斤,作物吸收還是40 斤,土壤殘留可能是60 斤,大氣中損失50 斤,水體損失50 斤,相當于是100 斤肥料進入到環境中,造成了環境污染。所以,化肥本身不是造成環境污染的罪魁禍首,是因為過量施肥和施用不合理,使得浪費到環境中造成了環境污染。
有人說,化肥一直要減下去,甚至要消滅化肥,這些既是誤解,也是不正確的認識。停止化肥使用會怎么樣?在北京郊區的小麥施肥試驗表明,如果停止施用氮肥,對當季夏玉米的產量沒有影響,但第二季的冬小麥減產10%。如果停止施用氮肥兩年,作物產量減少30%,如果3年連續不施用化肥,作物產量減少50%左右。所以,如果我們不用化肥,就有一半的人沒糧吃,我們14億人都會挨餓。
化肥是國家糧食安全的壓艙石,我們的人口還在增長,生活水平不斷在提高,經濟還在發展,我國糧食安全的形勢依然非常嚴峻。2020 年,糧食又一次獲得大豐收,但是進口了1.4 億噸糧食,大豆進口突破了1 億噸大關,到2029 年,隨著人口的增長,生活水平的提高以及經濟的發展,我們糧食的剛性需求還在增加。所以,如果停用化肥,我們的糧食就會大幅度減產,糧食安全就會受到威脅。
化肥也是健康中國、美麗中國的戰略物資,今天我們吃飽了,大家希望能夠吃得更營養、更健康,所以我們需要更多營養健康的農產品。如果沒有化肥,我們就不可能生產出這么多營養健康的農產品,所以,化肥是健康中國的戰略物資。我們不僅要發展經濟,而且要保護生態環境,如果沒有化肥,我們只能把那些生態涵養的耕地開發出來,生態環境就會受到威脅,所以,美麗中國離不開化肥。
我國化肥產業快速發展,化肥種類豐富,產品琳瑯滿目,成就卓著。目前我國有30 余類肥料產品,包括14 種必需礦質元素及其他有益元素肥料,滿足了農業生產多種多樣的需求,為保障國家糧食安全提供了強大支撐。
2021 年2 月21 日,中央一號文件發布,強調要推進農業綠色發展,并提出要持續推進化肥農藥減量增效。化肥農藥減量增效,一直是近幾年我國農業發展中的一項重點工作。2015 年,我國開展了化肥零增長行動,化肥用量實現了“四連降”,化肥用量從2015年的6022.6萬噸,減少到2019年的5403.6萬噸,減幅10.3%。在成功實現化肥零增長的目標下,我國的糧食總產量一直保持穩中有升,化肥利用率從2015 年的35.2%提高到2020 年的40.2%,提高了5個百分點。
化肥是高科技產品,是工業革命的偉大成果,但用好化肥的難度很大。施用化肥必須做到“八個不”,即施用量不能多不能少,施肥位置不能深不能淺,施肥時間不能早不能晚,不同作物用不同產品。
國家為了幫助農民普及科學施肥的技術和知識,開展了測土配方施肥國家行動。測土配方施肥就是國家出資為農民測土,專家根據測土的結果來做肥料配方,企業來生產配方肥,大家一起指導農民用好配方肥來實現科學施肥。從2005 年至今,國家投入了130 億元財政補貼,為全國15 億畝耕地做了測土配方,糧食增產得到了有效保障,過量施用化肥也得到了有效遏制。
化肥產業創新是未來中國非常重要的一方面。第一,產業技術綠色升級,要在資源全元素利用、物質循環利用、全產業鏈升值利用等方面進一步創新來引領全球肥料產業綠色發展。第二,采用數字化、智能化的技術武裝農業應用,智能化大幅度提高肥料利用率,提高肥料增產效率,有效減少肥料損失和對環境的影響,為農業綠色發展做出巨大貢獻。第三,我們要在肥料全產業鏈的高質量融合發展方面創新來支撐社會經濟發展,來支撐人民生活改善,來支撐美麗中國建設,來支撐我們現代化強國建設的中國夢的實現。所以,化肥產業創新是農業現代化與第二個百年目標實現的重要支撐。